横截面积（横截面积与流速的关系）

流体压强知识：飞机为什么能飞起来？

流体压强知识：飞机为什么能够飞起来？

我们在认识静止液体和气体压强的基础上，来认识流动液体或气体的压强。

什么叫流体？流动的气体或液体。流体的流速和横截面积等因素有关。横截面积大，流速小。反之，流速大。例如：在河道的较窄处或者浅处水流速快。在窄的出风口处，空气的流速快。在管道的较窄处，气体或液体的流速快。

科学家研究得出结论：流体的压强大小与流速有关。流速大的地方，压强小；流速小的地方，压强大。

有一个简易的实验，可以验证这个结论。手握二张纸，让纸自由下垂，用嘴在二张纸之间，用力垂直向下吹气，发现两张纸向内靠近。因为吹气，中间的空气流速快，压强小，两张纸的外侧是大气压强较大，压强差向内，使两张纸相互靠近。

用这个原理可以说明普通的飞机为什么能够飞起来。

普通飞机在飞行时，机翼把空气分成上下两部分，上下两部分的空气在相等的时间内通过的距离不相等，导致机翼上方空气流速快，压强小，下方空气流速慢，压强大，这个压强差就是飞机的升力。

为了使飞机获得足够的升力，需要飞机的速度很大。于是，在机场上就要修有一条很长的跑道，使飞机加速到起飞需要的速度，而航母则是用弹射的方法使飞机在短时间内获得起飞速度。

飞机的发明是仿生学发展的结果。人类很早以前就梦想像鸟儿一样在空中飞翔。通过观察发现，鸟儿在空中展翅滑翔时也不会坠落，许多科学家和飞行爱好者经过长时间的研究和模拟，才发明了飞机。

飞机升力产生的原理对人类有益，也对人类有害。一方面，我们要利用它为人类服务，另一方面我们要预防它给人类造成伤害。

赛车尾部安装的偏流器形状与普通飞机翅膀形状是一样的，但流线方向是朝下的，压强差是向下的，这个压强差使赛车对地面的压力增大而紧紧地“抓住”地面。

在火车站站台上等候火车时，你不能越过站台的安全白线。否则，人体受到的压强差会把你“推”向火车，非常危险。在家中，如果外面风力较大，门口的“过堂风”会自动把门关上，压强差会把窗帘“拉”向窗外。

一般的汽车是做成流线型，流线方向是朝上的，主要是为了减少空气的阻力，但快速行驶时，产生的压强差是向上的，使车子对地面的压力减小，超过一定的速度，车子就会产生“漂移”。因此，在高速公路上，小型车辆也是限速的。

日常生活中，有大风的雨天，伞有可能被风吹翻卷，强对流天气，普通的屋顶、地面上物体被卷向空中，都是飞机的升力原理对人类造成的危害。

飞机升力产生的原理，还用于流动的液体。在海洋中，二只船是不能并列行驶的，否则，液体的压强差会把两只船向内“挤压”，从而，易发生撞船事故。

再说直升飞机。

直升机为什么能够飞行。直升飞机能够垂直起降，能够在空中悬停，能够沿任意方向飞行，缺点就是飞行速度较低，航程也较短。

直升机的升力和推力均通过螺旋桨旋转动获得的。即直升机的主副螺旋桨（主旋翼与尾翼）可在水平和垂直方向上对机身提供动力，不需要普通飞机巨大的机翼。

直升机飞行时，主旋翼不断地旋转，空气流过螺旋桨的上表面，流速加快，压力减小;空气流过螺旋桨下表面时，流速变慢，压力增大。这样，螺旋桨的上下表面就形成了压力差，产生一个向上的拉力。拉力大小受许多因素的影响，比如螺旋桨与气流流动的角度、空气密度、机翼的大小和形状、气流的相对速度等。各个螺旋桨拉力之和就是螺旋桨产生的向上拉力。

直升机水平飞行时，主旋翼的螺旋桨会形成有一定锥度、底面朝上的大锥体（称为旋翼椎体）。螺旋桨的拉力垂直于旋翼椎体的底面并与重力在一条直线上。当向上的拉力大于直升机自重，直升机就上升，小于直升机自重，直升机就下降，刚好相等，直升机就悬停。

直升飞机在起飞时，主旋翼的螺旋桨越转越快，产生的升力就越来越大。飞行中，飞行员可以通过改变主旋翼螺旋桨旋转的速度来调节高度。

直升机有一个飞行优势：它可以在不改变飞机飞行方向的情况下，随时发生平移。这种移动是通过改变主旋翼螺旋桨的旋转倾角来实现的。此时，主旋翼螺旋桨所产生的力可分解为垂直和水平两个方向的分力，垂直方向的分力用于保持飞行高度，水平方向上的分力可使机身产生平移。

直升机尾翼的作用。牛顿第三定律告诉我们：“相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上”。如果直升机只装有主旋翼，机身和主旋翼螺旋桨的作用力和反作用力，会使机身发生“不由自主”地转动，直升飞机就不能保持稳定。

要保持机身的稳定，须增加一个额外的力来抵消这种旋转，这就是直升机尾部安装的尾翼作用。当直升机处于直线飞行时，尾翼的推力与主旋翼螺旋桨的反作用力就构成一对平衡力。

为了控制反作用力，直升飞机是按照对称的方式排列尾翼的。如左右对称，前后对称给直升机装上两个大小相等，旋转方向相反的旋翼来抵消反作用力，其中，最简单方法就是在飞机的尾部装一个垂直旋转的尾翼，通过“拉推”的方法抵消反作用力。通过控制尾翼“拉推”力的大小，可以达到使直升机转弯，实现直升机的转向。

所以，尾翼的作用就是保持直升机航向稳定，同时，还可以控制飞机的左转和右转。为了不让尾翼碰到主旋翼，飞机的机身要加长，因此，直升飞机就有了蜻蜓式长尾巴。

总之，直升机是靠主旋翼螺旋桨旋转动产生升力，靠尾部的尾翼来平衡反作用力和控制飞机的转弯。

日常生活中，直升飞机升力产生原理也有应用。就是装在室内顶部的吊扇。吊扇有三个螺旋桨（三个，起平衡作用）式的风扇叶，其弯曲面向上，空气流速快，压强小，凹面向下，空气流速慢，压强小，所以，产生的升力方向上，吊扇在转动时对固定点产生的拉力小于风扇的重力。由于力的作用是相互的，风扇对空气产生的推力推动空气向下流动。